Los múltiples orígenes de las arcillas en Marte

Las arcillas son una combinación de uno o varios tipos de minerales del grupo de las arcillas. Estos minerales, que son filosilicatos de aluminio hidratados, suelen ser a menudo un indicador del ambiente en el que se formaron. En la Tierra, por ejemplo, están asociados desde ambientes sedimentarios a una temperatura normal, hasta la formación en procesos magmáticos a una temperatura elevada, donde los fluidos tardíos y el vapor expelido por el magma puede provocar la formación de masas de arcillas.

Bueno, ¿y qué relación tiene esto con Marte? En los últimos años se han descubierto numerosos afloramientos de arcilla en Marte, dándose casi por supuesto el hecho de que se hubiesen formado a través de la meteorización de las rocas por efecto del agua.

Actualmente tenemos pruebas de que sobre Marte ha discurrido agua sobre su superficie, aunque desconocemos si han sido momentos puntuales o si han sido épocas más duraderas. En primer lugar, tenemos el sistema Noachiense, que se extiende desde hace 4100 millones de años hasta hace 3700, donde la existencia de una gran actividad volcánica podría haber dotado de una atmósfera a Marte lo suficientemente densa como para permitir una temperatura adecuada y unas condiciones para que hubiesen lluvias, como podemos apreciar por las numerosas redes de drenaje que aparecen en este periodo. Al final del Noachiense, Marte comienza a transformarse en un planeta frío y seco, y los episodios de agua sobre la superficie que van ocurriendo en el siguiente sistema, en el Hespérico, son principalmente debidos a grandes surgencias de agua catastrófica desde debajo de la superficie o por la fusión del hielo, pero ya en este sistema. Siguen formándose algunas redes de drenaje todavía, pero el cambio en las condiciones climáticas es más que evidente.

¿A qué viene esta explicación? Pues un estudio publicado en Nature Geoscience el pasado 9 de Septiembre propone un modelo alternativo a la formación de las arcillas del periodo Noachiense en Marte consistente en la precipitación de las arcillas en fluidos derivados de un magma rico en agua, con lo que no se necesitaría agua sobre la superficie para formar estos afloramientos que se observan en los terrenos de edad Noachiense. Uno de los principales argumentos es que algunos de estos afloramientos de arcillas son especialmente potentes, de hasta centenares de metros de espesor, y en la Tierra, ni siquiera en climas tropicales, las reacciones de meteorización directas no se propagan a tanta profundidad. Otros dos argumentos son que el ratio deuterio/hidrógeno de las arcillas de algunos meteoritos marcianos tiene una composición isotópica más parecida al agua del manto que la de la atmósfera y que la longitud de onda reflejada por unos depósitos de arcilla formados en el atolón de Mururoa por el proceso de precipitación es muy similar.

En la imagen de arriba podemos observar el modelo del que habla el artículo. En la parte inferior, las coladas de lava Noachienses, en color beige, serían las principales responsables de las arcillas por la alteración provocada por los fluidos ricos en agua provenientes del magma. Por encima, las coladas de lava del Hespérico dejarían expuestos estos afloramientos Noachienses a través de cráteres de impacto en los que se exhumarían partes de la corteza más profundas, sobretodo en la parte del pico central o a través de la erosión. Adaptado de Menunier, A. et al.

Pero en Noviembre del año pasado, en otro artículo publicado en Nature, algunos autores sugieren que las arcillas podrían haberse formado en ambientes hidrotermales en el interior de la corteza, a profundidades de 5 a 10 kilómetros, ya que muchos de estos minerales hoy aparecen expuestos en superficie o bien por la erosión, o bien por los impactos de los meteoritos, que abren una ventana al interior de la corteza del planeta.

Modelo de formación de arcillas a partir de las aguas subterráneas. Adaptado de Ehlmann, B. L. et al.

Estas dos teorías vuelven a abrir la pregunta: ¿Hubo masas de agua estables en Marte durante largos periodos o simplemente durante momentos puntuales y por lo tanto fue un planeta más frío y seco de lo que pensábamos en un principio?

Sea como fuere, el Curiosity se encuentra ahora mismo en el interior del cráter Gale, un lugar donde por los numerosos canales y evidencias geomorfológicas que se aprecian, discurrió agua líquida. Pero además, es uno de los lugares de Marte donde aparecen filosilicatos y es muy posible que durante su misión visite ese afloramiento dado su interés científico y pueda ayudarnos a resolver el origen de las arcillas en Marte.

Nahúm Méndez Chazarra

Referencias

1. Ehlmann, B. L. et al. Subsurface water and clay mineral formation during the early history of Mars. Nature 479, 53–60 (2011).

2. Meunier, A. et al. Magmatic precipitation as a possible origin of Noachian clays on Mars. Nature Geoscience 5, 1–5 (2012).

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